静止气象卫星晴空区导风信号提取算法改进与应用分析

发布时间：2021-06-06 04:15

　　静止卫星观测到的晴空大气层顶“红外窗”通道辐射量对大气水汽、大气气溶胶以及其他可能影响辐射量变化的因素具有较弱的敏感性。随着星载仪器灵敏度增加,提取这一微弱示踪信号已经成为可能。提取微弱示踪信号可使用时间差分或分裂窗差分算法,然后用最大相关技术追踪微弱示踪信号、获得示踪信号移动信息,即“晴空区导风”。但地表发射辐射的时间变化对微弱示踪信号会有很大的干扰。为了降低红外大气窗区地表发射辐射对微弱示踪信号的干扰,本文提出了一种改进的FY-2E红外通道晴空区卫星导风信号提取算法——二阶混合差分法,简称为二阶差分法,即对红外分裂窗云掩膜图在分裂窗差值的基础上继续进行时间差值处理,或者先进行时间差值再进行分裂窗差值,都可以进一步减弱晴空区地表温度变化的干扰,从而有助于获得水汽团或气溶胶团的纹理及其移动信息。为了证明二阶差分法可以进一步减弱晴空区地表温度变化的干扰,利用MODTRAN4在中纬度夏季潮湿大气和中纬度冬季干燥沙尘天气下,结合FY-2E静止卫星红外窗区光谱响应函数,计算出地表温度和对流层内各层气温变化对亮温的贡献,分析示踪信号源（中纬度夏季晴空区整层大气含水量的30%变化、中纬度冬季干燥大... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 卫星导风的研究意义
    1.2 国内外研究进展
    1.3 本文研究内容和章节安排
第二章 晴空区二阶差分导风法原理
    2.1 大气辐射传输特征
    2.2 二阶差分法导风原理
    2.3 本章小结
第三章 二阶差分法模拟计算与亮温响应分析
    3.1 MODTRAN辐射传输模式简介
    3.2 模式基本参数介绍
    3.3 各层气温变化对亮温的影响
    3.4 地表温度变化对亮温的影响
    3.5 水汽密度变化对亮温的贡献
    3.6 气溶胶消光系数变化对亮温的贡献
    3.7 本章小结
第四章 基于二阶差分法的晴空导风实验流程
    4.1 二阶差分法的晴空导风实验流程
    4.2 晴空风场的质量控制
    4.3 本章小结
第五章 晴空区导风实验
    5.1 晴空大气水汽区导风个例分析
        5.1.1 地表温度变化大的水汽高值区
        5.1.2 地表温度变化小的水汽高值区
        5.1.3 地表温度变化大的水汽低值区
    5.2 晴空大气沙尘爆发区导风个例分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文的主要研究工作及结论
    6.2 本研究的创新点
    6.3 可进一步开展的工作
参考文献
致谢
个人简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]面向“红外云图晴空区导风”的FY-2E红外通道亮温度敏感性分析[J]. 张治国,王振会,詹奕哲,杨璐.  热带气象学报. 2013(02)
[2]FY-2E分裂窗晴空沙尘区导风初步研究[J]. 詹奕哲,王振会,张治国.  遥感学报. 2012(04)
[3]FY-2E与FY-2C红外分裂窗通道光谱响应差异的对比分析[J]. 张勇,李元,戎志国.  光谱学与光谱分析. 2010(06)
[4]沙尘气溶胶对热红外分裂窗通道亮温和地表反演温度的影响研究[J]. 李莉,顾行发,余涛,胡秀清,陈良富,程天海.  红外与毫米波学报. 2009(02)
[5]卫星反演风场进展概述[J]. 李艳兵,黄思训,翟景秋.  气象科学. 2009(02)
[6]集合卡尔曼滤波同化探空资料的数值试验[J]. 朱琳,寿绍文,彭加毅,张红华.  南京气象学院学报. 2008(02)
[7]我国近46年来的寒潮时空变化与冬季增暖[J]. 钱维宏,张玮玮.  大气科学. 2007(06)
[8]气球轨迹法测风和风廓线雷达测风的对比分析[J]. 王烨芳,薛云朝,李清.  气象水文海洋仪器. 2007(03)
[9]静止气象卫星水汽风反演研究[J]. 杨文凯,白洁,刘健文,高峰.  遥感技术与应用. 2007(01)
[10]多通道卫星云图云检测方法的研究[J]. 马芳,张强,郭铌,张杰.  大气科学. 2007(01)

硕士论文
[1]基于MODTRAN的大气透过率红外系统作用距离的研究[D]. 贾全涛.南京航空航天大学 2012



本文编号：3213584